[发明专利]一种改进型LZ4压缩算法的硬件实现系统

摘要

本发明公开了一种改进型LZ4压缩算法的硬件实现系统，提供了超过目前现有的LZ系列无损压缩算法的处理速度，非常适合于高带宽数据压缩场合。本发明的一种改进型LZ4压缩算法的实现方法采用全范围逐字散列的方法，改进了原始LZ4算法中，对匹配字符串内部不进行散列表录入的缺陷。本发明还公开了实现该算法的一种硬件实现系统，利用该硬件电路实现改进型LZ4压缩算法，可以发挥出该压缩算法的最大性能。压缩速度超过目前现有的LZ系列无损压缩算法，为在高带宽数据处理过程中使用LZ压缩算法提供了可能。

主权项

1.一种改进型LZ4 压缩算法的硬件实现系统，其特征在于，通过硬件实现系统实现待压缩文件的全范围逐字散列的LZ4 压缩算法；所述硬件实现系统包括数据输入模块、字符串拼接模块、滑动字典模块、绝对地址产生模块、地址转换模块、散列表模块以及主控模块；所述数据输入模块用于读取待压缩文件的数据块，并暂存在FIFO 中，等待后级模块的读取；所述字符串拼接模块由两组移位寄存器构成；用于从FIFO 中读取待压缩文件中的数据，并将读入的字符与之前3 个字符组合成一个新的4 字节字符串对数据进行拼接，等待所述散列表模块或所述主控模块的数据读取请求；所述滑动字典模块包含用于存储当前的字典以及紧邻字典的数据的存储器；用于接收所述字符串拼接模块拼接完成的数据，并将其依次存入所述存储器中更新滑动字典；所述绝对地址产生模块包括地址累加电路，用于对文件中的每个字符产生独一无二的32 位绝对地址；所述地址转换模块包含地址减法电路，用于将来自所述绝对地址产生模块产生的32位绝对地址转换成适用于所述滑动字典模块中的滑动字典寻址的16 位相对地址；所述散列表模块包含一个用于存储散列表数据的存储器和一个用于计算散列地址的逻辑运算电路；用于在更新过程中从所述字符串拼接模块中读取拼接好的4 字节字符串，并通过逻辑运算电路计算字符串的散列地址，将该4 字节字符串对应的在数据块中的绝对首地址存入存储器中散列地址对应的存储单元中；所述主控模块用于接收所述字符串拼接模块的4 字节字符串作为当前字符串，并将其发送给散列表模块计算散列地址；读取散列表中对应散列地址中的内容，并根据散列表中对应散列地址中的内容根据所述地址转换模块转换的相对地址读取滑动字典模块中的4字节字符串，并与当前字符串比对，输出匹配信息与未匹配信息。